Ультразвуковой генератор Советский патент 1974 года по МПК H03B1/00 

1

Изобретение относится к ультразвуковым генераторам с автоподстройкой частоты, применяемым в различных технологических пропессах (ультразвуковая сварка, ультразвуковая очи€тка, обработка и т. д.).

Известен ультразвуковой генератор с автоподстройкой частоты, содержащий последовательную цепочку из усилителя мощности, нагрузки в виде ультразвукового электроакустического преобразователя и датчика механического резонанса с цепочкой обратной связи, содержащей последовательно соединенные усилитель-ограничитель и формирователь синхроимпульсов.

Однако при малых мощностях, подводимых к преобразователю, не происходит надежного возбуждепия ультразвукового генератора на частоте механического резонанса, а из-за появления постоянной составляющей на .выходе генератора смещается рабочая точка преобразователя и нарушается настройка генератора на резонансную частоту преобразователя.

Цель изобретения - повыщение надежности возбуждения и точности автоматической настройки на требуемой частоте механического резонанса преобразователя.

Это достигается тем, что генератор содержит устройство ударного возбуждения, выполненное, например, в виде ждущего мультивибратора, запускаемого сигналами управления технологическим процессом, выход которого соединен с одним из входов электронного ключа, и счетный триггер, вход которого связан с выходом формирователя синхронизирующих импульсов, а выход с вторым входом электронного ключа. В цепочку обратной связи перед усилителем-ограничителем включен полосовой фильтр. На чертеже показана блок-схема ультразвукового генератора, где 1 - устройство ударного возбуждения, 2 - триггер, 3 - электронный ключ, 4 - усилитель мощности, 5 - нагрузка в виде ультразвукового электроакустического преобразователя, 6 - датчик механического резонанса, 7 - полосовой фильтр, 8 - усилитель-ограничитель, 9 - формирователь синхронизирующих импульсов. Генератор работает следующим образом.

По сигналу управления технологическим процессом устройство ударного возбуждения, представляющее собой ждущий мультивибратор, вырабатывает прямоугольный импульс, который поступает на один из входов открытого электронного ключа 3. С выхода ключа прямоугольный импульс через усилитель мощности попадает на ультразвуковой электроакустический преобразователь, который совершает свободные затухающие механические колебания, причем амплитуда их в начальный момент максимальна на собственной резонансной частоте преобразователя 5.

Эти колебания регистрирует датчик механического резонанса, который вырабатывает синусоидальное напряжение, поступающее далее в цень обратной связи на полосовой фильтр 7. Фильтр пропускает узкую полосу частот в области основной резонансной частоты преобразователя. С выхода полосового фильтра напряжение подается на усилительограничитель 8 с релейной характеристикой, а после него - на формирователь 9 синхроимпульсов, состоящий из двух одинаковых ждущих мультивибраторов, один из которых запускается передним фронтом прямоугольного напряжения, а другой - задним. При этом за счет сложения во времени сформированных синхроимпульсов происходит удвоение частоты.

Далее синхроимпульсы двойной частоты подаются на вход счетного триггера 2, выход которого подключен к второму входу электронного ключа 3. Счетный триггер делит эту частоту на два. С выхода триггера прямоугольное напряжение со скважностью два поступает через электронный ключ 3 на вход усилителя мощности. Это приводит систему генератор - нагрузка к самовозбуждению на основной частоте механического резонанса преобразователя.

По окончании технологического процесса электронный ключ закрывается, и механические колебания в преобразователе 5 срываются.

Предмет изобретения

Ультразвуковой генератор с автоподстройкой частоты, содержащий последовательную

цепочку из усилителя мощности, нагрузки в виде ультразвукового электроакустического преобразователя и датчика механического резонанса с цепочкой обратной связи, содержащей последовательно соединенные усилитель-ограничитель и формирователь синхроимпульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности возбуждения и точности автоматической настройки на требуемой частоте механического резонанса преобразователя,он содержит устройство ударного возбуждения, выполненное, например, в виде запускаемого сигналами управления технологическим процессом ждущего мультивибратора, выход которого соединен с одним из входов

электронного ключа, и счетный триггер, вход которого соединен с выходом формирователя синхронизирующих импульсов, а выход с вторым входом электронного ключа, и в цепочку обратной связи перед усилителем-ограничителем включен полосовой фильтр.